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DNAとRNAの違いをわかりやすく解説!特徴と構造をチェック!

理科や生物の授業で習う『DNA』と『RNA』。

どちらも、生命活動を維持する上で重要な働きを持つ物質です。

あなたは、『DNA』と『RNA』の違いを知っていますか?

 

はなこ
この間の授業で『DNA』と『RNA』について学んだんだけど、いまいち違いがわからないのよね。
どちらも生命が必ず持っている物質だね。

僕も、詳しいことはよく分からないけど。

たろう
はなこ
『DNA』と『RNA』の違いについて、もう一度整理してみましょう。

 

今回は、『DNA』と『RNA』の違いについて解説し、その特徴や構造をチェックしてみましょう。

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『DNA』と『RNA』の違い

AGCT

AGCT

まずは、『DNA』と『RNA』の意味について簡単に見ておきましょう。

『DNA』とは?

『デオキシリボ核酸(deoxyribonucleic acid)』の略で、地球上の多くの生物において遺伝情報を司る高分子生体物質

のことです。

地球上のほとんど全ての生物は遺伝情報を持っています。

遺伝情報の中には、生命を維持するために必要な情報の全てが記録されています。

この記録された遺伝情報を司る物質が『DNA』です。

『DNA』は、『デオキシリボース(糖の一種)』と『リン酸』『塩基』から構成されます。

『デオキシリボース』と『リン酸』が結合することにより、一本の鎖の状態でらせん形を作り、さらに『塩基』同士が結合することで二重らせん構造になります。

『DNA』が二重らせん構造になることを最初に提唱したのは、ジェームズ・ワトソンとフランシス・クリックであり、この功績により二人はノーベル生理学・医学賞を受賞しました。

 

『RNA』とは?

『リボ核酸(ribonucleic acid)』の略で、『D-リボース』『リン酸』『塩基』から構成される物質

のことです。

『D-リボース』は糖の一種なので、『DNA』と『RNA』は非常に近い構造を持ちます。

そのことから、『DNA』と『RNA』は合わせて『核酸』と呼ばれます。

 

『DNA』と『RNA』の違い

『DNA』と『RNA』の主な違いをまとめると、次のようになります。

『DNA』と『RNA』の違い

  • 『DNA』は、糖の2位に『水素』が付き、『RNA』は、糖の2位に『ヒドロキシ基』が付く。
  • 『DNA』に付く塩基は『アデニン(A)』『グアシン(G)』『シトシン(C)』『チミン(T)』であり、『RNA』に付く塩基は『A』『G』『C』『ウラシル(U)』である。
  • 『RNA』は、『DNA』に比べて不安定である。

 

これらの違いについて、細かく見ていきましょう。

 

『DNA』と『RNA』の構造

『DNA』も『RNA』も、『糖』と『リン酸』、そして『塩基』というシンプルな構成になっています。

そして、構造上の違いは2つあります。

 

糖の構造の違い

『DNA』は、糖の2位(2番めの炭素原子)に付いている原子が『水素原子』です。

それに対して、

『RNA』は、糖の2位に付いている分子が『ヒドロキシ基(-OH)』です。

DNAとRNAの構造

DNAとRNAの構造

たったこれだけの差が、実は大きな性質の違いとなって現れます。

その特徴については後で書きます。

 

塩基の違い

『DNA』は、『アデニン(A)』『グアシン(G)』『シトシン(C)』『チミン(T)』が塩基として結合します。

それぞれ異なる塩基がつながったパーツが鎖状に連なることで、AGCTからなる配列が生まれるわけですね。

あなたも、『DNA』の配列としてAGCTが並んだパターンを見たことはないでしょうか?

あれは、生命が持っている遺伝情報のパターンを表しています。

驚くべきことに、たった4つの塩基の配列パターンだけで、全ての生命の遺伝情報が表されているのです。

『RNA』も塩基を持っていますが、その塩基は『アデニン(A)』『グアシン(G)』『シトシン(C)』『ウラシル(U)』であり、『チミン(T)』はありません。

なぜ、『DNA』は『チミン(T)』を使い、『RNA』は『ウラシル(U)』を使うのでしょうか?

これについても、後で紹介しますね。

 

『DNA』と『RNA』の特徴

『DNA』と『RNA』の特徴としてはどんなものがあるでしょうか?

『DNA』は、糖の2位が水素であり、『RNA』はそれがヒドロキシ基に置き換わっていました。

これが、2つの性質を大きく変えることになります。

 

『DNA』や『RNA』の各パーツは、『リン酸』と『糖』の間で結合することで一本の鎖につながっていきます。

このときの結合は『ホスホジエステル結合』といいます。

実は、

『RNA』にある『ヒドロキシ基』は、この『ホスホジエステル結合』を簡単に切断することができます。

つまり、『RNA』の鎖は簡単に分解されやすいということです。

それに対して、『DNA』は『水素』が付いているので、そういった反応は起こりません。

つまり、

『DNA』の鎖は非常に安定であるということですね。

『DNA』は、遺伝情報を保存するために使われる物質です。

保存のために使われるのに、簡単に切断するようでは使えませんよね。

なので、糖の2位が『水素原子』になっているわけです。

 

それに対して、

『RNA』は『DNA』から情報を転写してタンパク質を合成するという働きがあります。

そのため、必要時に合成され、不要になったらすぐに分解される必要があります。

なので、簡単に分解できるように、『ヒドロキシ基』があったほうが都合がいいわけです。

 

『塩基』が異なることも、それぞれの役割が関係しています。

『シトシン(C)』を脱アミノ化すると、『ウラシル(U)』になります。

すると、『C』が何らかの要因で『U』に変化した時、区別ができなくなりますよね。

『DNA』は、遺伝情報の保存が目的です。

ですから、

『C』が脱アミノ化してしまっても区別が付くように、『チミン(T)』が使われているわけです。

 

はなこ
こんなに単純なパターンだけで、生命は作られているのね。
しかも、問題が発生しにくいように構成されているんだね。

なんだか、不思議だね。

たろう

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まとめ

今回の違いのポイントについて、まとめていきましょう。

ポイント

  • 『DNA』は、糖の2位に『水素』が付き、『RNA』は、糖の2位に『ヒドロキシ基』が付く。
  • 『DNA』に付く塩基は『アデニン(A)』『グアシン(G)』『シトシン(C)』『チミン(T)』であり、『RNA』に付く塩基は『A』『G』『C』『ウラシル(U)』である。
  • 『RNA』は、遺伝情報の転写が主な目的であるため必要時のみ合成・分解しやすい構造であり、『DNA』は遺伝情報の保存が目的であるため非常に安定している。
  • 『DNA』では、『シトシン(C)』が『ウラシル(U)』に変化しても区別ができるよう、『チミン(T)』が使われている。

現在、『DNA』のパターンは日々解析が進んでいます。

自分の先祖について、『DNA』から調べてくれるサービスまで登場しているのです。

興味があれば、ぜひ試してみてください。

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